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路易斯酸介导的界面加速质量传输与电子转移在增强氧还原电催化中的作用
张世宇|廖康|王家军|陈赞宇|孙布伟|王鑫|胡文斌|韩晓鹏天津大学材料科学与工程学院,贵金属功能材料国家重点实验室,中国天津300072摘要单原子催化剂在氧还原反应(ORR)中被广泛认为是有前景的候选材料。然而,由于关键反应物和中间体的界面反应过程有限,实现高活性仍然具有挑战性。本文提出了一种通过优化路易斯酸介导的界面过程来提高FePc的ORR性能的方法。研究发现,对位点酸性的改进改善了界面水分子网络,从而增强了反应物氧的传输并促进了随后的质子化过程。此外,Fe–S路易斯对的形成有效降低了中间体的吸附强度,这有助于提高催化活性。这项工作不仅强调了路易斯酸碱相互作用在单原子尺度上的关键作用,还为
来源:Nano Energy
时间:2025-10-02
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综述:生物炭作为微生物载体在提高厌氧消化系统中沼气生产效率中的作用
微生物燃料电池(MFCs)和微生物电解池与厌氧消化结合(MECs-AD)技术是生物电化学系统(BES)中新兴的重要方法,旨在提高从生物废弃物中获取生物能源的效率。这些系统不仅为可再生能源开发提供了新的思路,也为解决全球水资源保护、资源短缺和废物管理等重大挑战提供了可行的解决方案。本文系统回顾了MFCs和MECs-AD中微生物群落的技术与生物学特性,探讨了其在电能和沼气生产中的关键作用,并分析了当前研究中的热点与挑战。生物电化学系统的核心在于微生物的电活性,即某些微生物能够通过氧化有机物产生电子,并将这些电子传递至阳极或阴极,从而实现能量转换。在MFCs中,电活性细菌(electrogens)通
来源:RENEWABLE & SUSTAINABLE ENERGY REVIEWS
时间:2025-10-02
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通过二维α-MoO3中的电荷传输调制实现柔性电增强光伏效应
在当今能源需求不断上升的背景下,科学家们正在积极寻找能够将环境中的机械能转化为电能的创新技术。接触起电纳米发电机(Triboelectric Nanogenerators, TENGs)作为一种新兴的机械能转换装置,已经展现出巨大的潜力。然而,尽管TENGs在瞬时功率、电流和电压方面取得了显著进展,其生成的能量却很少被系统地研究和评估。这一研究领域中,能量的输出和转换效率是决定其实际应用价值的关键因素。本文通过引入一种新型的“入侵-排出”接触起电纳米发电机(Intrusion–Extrusion Triboelectric Nanogenerator, IE-TENGs),探索了基于纳米多孔硅
来源:Nano Energy
时间:2025-10-02
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在低碱度阴离子交换膜水电解中,通过纳米级合成N-NiMo/MoO₂异质结构来增强氢气的产生
随着全球对可持续能源解决方案的需求不断增长,能量收集技术成为研究的热点,旨在将环境中的机械能转化为电能。其中,摩擦纳米发电机(Triboelectric Nanogenerators, TENGs)因其在机械能转化方面的独特优势而备受关注。TENGs通过接触电荷转移和静电感应的原理,能够高效地将机械运动、振动以及液体流动等物理现象转化为可利用的电能。然而,尽管TENGs在瞬时功率、电压和电流方面表现出色,但其生成的能量却很少被提及。在TENGs的研究中,通常关注的是这些瞬时参数,而忽略了能量这一更为关键的指标。因此,本研究聚焦于Intrusion–Extrusion Triboelectric
来源:Nano Energy
时间:2025-10-02
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一种具有铁电控制静态存储、事件存储和短期存储模式的神经形态光探测器,可用于片上实时时空分类和运动预测
### 三、研究结果与讨论在本研究中,我们探讨了基于纳米多孔硅单体的入侵-排出式摩擦纳米发电机(IE-TENG)的三电荷分离机制。通过结合实验观察与理论模拟,我们提出了一种四阶段模型,用以解释IE-TENG在稳定循环条件下的电荷分离过程。该模型不仅有助于理解摩擦电现象的物理本质,还为优化IE-TENG的性能提供了理论依据。在实验过程中,我们发现纳米多孔硅单体在机械能转换效率方面表现出显著优势。与传统的粉末状材料相比,纳米多孔硅单体具有更大的表面积和更有效的电荷收集能力。这些特性使得IE-TENG在每次入侵和排出过程中能够产生更高的电能输出。例如,样品0在入侵和排出过程中分别实现了20±2 mW
来源:Nano Energy
时间:2025-10-02
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在疏水性纳米多孔硅单体中,非润湿液体侵入-挤出过程中发生的摩擦起电现象
### 摘要随着对可持续能源解决方案需求的增加,科学家们在探索将机械能转化为电能的技术方面取得了显著进展。其中,摩擦纳米发电机(Triboelectric Nanogenerators, TENGs)因其在将环境中的运动、振动和液体流动等机械能转化为电能方面的潜力而受到广泛关注。然而,在TENGs的研究中,生成的能量往往未被充分讨论,而更多关注的是瞬时功率、电流和电压等参数。本研究聚焦于一种基于纳米多孔硅单体和非润湿液体(如水和1毫克/毫升聚乙烯亚胺溶液)的侵入-排出摩擦纳米发电机(Intrusion–Extrusion Triboelectric Nanogenerator, IE-TENG
来源:Nano Energy
时间:2025-10-02
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迈向具有超快氧化还原反应动力学和抑制电压滞后特性的先进铁基磷酸盐正极
钠离子电池(SIBs)作为锂离子电池的潜在替代品,因其资源丰富、成本低廉和环境友好等优势而备受关注。然而,其在实际应用中仍面临诸多挑战,其中电压迟滞问题尤为突出。电压迟滞指的是在钠离子的嵌入与脱出过程中,电池的电压曲线在充放电循环中出现不可逆的变化,这种现象会导致容量输出的下降以及能量效率的降低。尤其是在高电流密度下,这种迟滞效应更为显著,限制了钠离子电池在高功率应用场景中的发展。因此,如何有效抑制电压迟滞、提高电池的循环稳定性和能量密度,成为当前研究的重要方向。目前,针对电压迟滞的抑制研究主要集中于层状氧化物正极材料,但对聚阴离子体系中的电压迟滞机制和抑制策略却鲜有涉及。层状氧化物正极材料因
来源:Energy Storage Materials
时间:2025-10-02
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CRFFNet:一种基于交叉视图重投影的特征融合网络,用于利用卫星视图和街景数据进行精细的建筑分割
城市中的建筑物是构成城市的基本要素,同时也是城市基础设施的关键组成部分。为了实现对城市环境的全面理解,精细化的建筑物属性分割变得尤为重要。这项任务不仅有助于快速获取城市地理信息,还能深入分析城市的发展动态。然而,现有的方法在处理跨视角数据融合时,仍然面临诸多挑战,尤其是在如何有效减少不同视角下特征差异的问题上。为此,我们提出了一种基于跨视角重投影的特征融合网络——CRFFNet,专门用于精细化建筑物属性分割。该网络能够消除卫星视角(卫星图像和地图数据)与街景视角(全景街景图像)之间的视角差异,从而实现高精度的建筑物属性识别。卫星图像以其广泛的覆盖范围和易于获取的特点,在宏观城市任务中被广泛使用
来源:Information Fusion
时间:2025-10-02
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基于知识图谱的强化学习实现抗幻觉的多模态内容生成
随着人工智能技术的不断发展,多模态大模型(Multimodal Large Models, MLLMs)在视觉问答(Visual Question Answering, VQA)等任务中展现出卓越的能力。这些模型能够整合文本、图像、音频等多种数据形式,实现对复杂信息的全面理解和生成。然而,在实际应用中,多模态大模型仍面临诸多挑战,其中“幻觉”(hallucination)问题尤为突出。幻觉指的是模型生成的内容虽然看起来合理,但实际上缺乏事实依据或与输入数据不符。这种现象不仅影响了模型的可靠性,也限制了其在关键领域如医疗、法律等场景中的应用。为了解决这一问题,本文提出了一种基于知识图谱(Know
来源:Information Fusion
时间:2025-10-02
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综述:用于湿电发电机的纤维素功能材料:优势、策略与前景
在当前能源研究领域,随着对可持续和环保技术的日益重视,基于纤维素的材料因其独特的物理化学性质和广泛的应用前景,正逐渐成为研究热点。纤维素作为一种天然存在的生物聚合物,具有可再生、可降解以及结构可调控等优势,为开发新型的湿度-电能转换装置提供了理想的材料基础。湿度-电能生成器(Moisture-Electric Generators, MEGs)作为一种新兴的能源收集技术,其核心在于将自然界的湿度转化为可用的电能。这一过程通常在无外部能源输入的情况下发生,主要依赖于离子扩散和流体电势等机制,使得MEGs在无需高温、机械运动或污染副产物的条件下即可实现能量转换。纤维素的分子结构使其在MEGs中展现
来源:Nano Energy
时间:2025-10-02
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综述:关于光伏系统数字孪生研究的系统文献综述:趋势、挑战与机遇
随着全球对可再生能源需求的持续增长,光伏(PV)系统在能源结构中的重要性日益凸显。然而,PV系统的性能预测、运维管理以及长期可靠性等挑战也变得愈发突出。在此背景下,数字孪生(Digital Twin, DT)技术作为一种新兴的智能解决方案,展现出解决这些问题的巨大潜力。DT技术借助工业4.0带来的数据采集、分析与建模能力,能够为物理系统提供一个实时同步的数字镜像,从而实现更精准的预测、更高效的运维和更全面的系统优化。尽管DT技术在多个工程和能源领域已得到广泛应用,但在PV系统中的应用仍处于起步阶段,相关的研究工作相对有限。因此,本研究通过系统文献综述(Systematic Literature
来源:RENEWABLE & SUSTAINABLE ENERGY REVIEWS
时间:2025-10-02
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综述:企业气候评级综述:评估其与科学预期的偏离
在当今全球气候变化日益严峻的背景下,企业如何衡量和提升自身的气候表现成为了一个备受关注的话题。企业气候表现评分系统作为评估和引导企业行为的重要工具,其准确性和可靠性直接关系到全球减排目标的实现。然而,尽管这些评分系统被广泛应用于金融、采购和研究等领域,其实际效果和科学性却常常受到质疑。本文旨在通过系统性分析,揭示当前企业气候表现评分系统的现状、存在的问题以及未来发展的方向。### 企业气候表现评分系统的现状与挑战随着全球对可持续发展的重视,企业气候表现评分系统逐渐成为衡量企业环境责任的重要手段。这些系统通过收集和分析企业的环境、社会和治理(ESG)数据,为企业提供一个综合性的评分,帮助投资者、
来源:RENEWABLE & SUSTAINABLE ENERGY REVIEWS
时间:2025-10-02
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综述:“后弯导管浮标”的物理模型试验:综述
BBDB作为一种特殊的振荡水柱波能转换装置,自1986年提出以来,因其在提升效率和实用性方面的潜力而受到越来越多的研究关注。研究者们从不同角度对BBDB进行了探讨,并提出了多种设计改进方案。然而,截至目前,针对BBDB及其变体的物理模型试验方面的系统性综述仍较为匮乏。这种缺乏结构化总结和统计分析的情况可能导致研究主题不够清晰,结论也显得零散。因此,本文旨在系统地总结和分类以往涉及BBDB物理模型试验研究中的主要监测指标(依赖变量)和研究特性(独立变量)。通过统计分析102篇文献中的数据,本文识别出了一些关键模式和设计启示,例如最佳波长与装置长度之比约为2.2,不规则波条件下平均效率降低32%,
来源:RENEWABLE & SUSTAINABLE ENERGY REVIEWS
时间:2025-10-02
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综述:碱性工业固体废物在二氧化碳矿化方面的最新进展:机制、应用与前景
在当今工业化迅速发展的背景下,二氧化碳(CO₂)的排放量持续上升,对全球环境造成了严重的影响。与此同时,工业固体废弃物的产生量也在不断增加,其中碱性工业固体废弃物因其富含碱性金属氧化物(如CaO和MgO)而成为CO₂矿化技术的重要原料。CO₂矿化是指通过化学反应将CO₂转化为稳定的碳酸盐矿物,从而实现碳封存和废弃物资源化利用。这一技术不仅有助于减少温室气体排放,还能提高工业固体废弃物的利用效率,推动绿色低碳循环经济发展。本文系统地探讨了四种典型的碱性工业固体废弃物——钢渣(SS)、粉煤灰(FA)、赤泥(RM)和脱硫石膏(DG)在CO₂矿化过程中的作用机制和应用潜力。这些废弃物中含有丰富的CaO
来源:RENEWABLE & SUSTAINABLE ENERGY REVIEWS
时间:2025-10-02
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锂离子电池的应变率依赖性失效行为:液态电解质在冲击安全性中的作用
锂离子电池,特别是磷酸铁锂(LiFePO₄)电池,在现代储能和电动汽车领域扮演着至关重要的角色。然而,这些电池在充电和放电过程中表现出显著的开路电压(OCV)迟滞效应,这对电池的荷电状态(SOC)估计提出了挑战。OCV迟滞效应指的是在相同的荷电状态下,由于充电和放电路径的不同,导致开路电压存在差异。这种效应不仅影响电池的电压输出,还对SOC的准确性产生深远影响,特别是在电压平台区域。本文旨在提出一种数据驱动的迟滞模型和一种自适应的SOC估计方法,以提高LiFePO₄电池在复杂充放电路径和不同温度条件下的SOC估计精度。### OCV迟滞效应及其影响OCV迟滞效应是LiFePO₄电池的一个显著特
来源:eTransportation
时间:2025-10-02
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突破电压平台限制:基于温度感知迟滞模型的LFP电池斜率自适应荷电状态估计
在当今的能源存储市场中,锂离子电池扮演着越来越重要的角色,特别是在实现碳中和和电动交通方面。其中,磷酸铁锂(LFP)电池因其成本效益高、安全性强和耐用性好,受到了广泛的关注和应用。然而,LFP电池的一个显著特性是其电压平台较为平坦,这使得电池状态估计变得复杂。尤其是在电池的充电和放电过程中,由于电极材料的热力学熵效应、机械应力以及微结构畸变,电池的开路电压(OCV)会出现滞回效应,这种效应对电池的SOC(状态为电荷)估计提出了更高的要求。为了克服这些挑战,本文提出了一种基于数据驱动的滞回模型和自适应SOC估计器。该模型结合了历史SOC数据和温度数据,利用深度长短期记忆网络(LSTM)进行训练,
来源:eTransportation
时间:2025-10-02
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焓介导的局部结构有序化稳定了钠离子电池中O3型层状正极的结构
钠离子电池(SIBs)作为锂离子电池的潜在替代品,因其丰富的资源、成本效益以及环境友好性而受到广泛关注。特别是在大规模储能系统中,SIBs展现出巨大的应用前景。然而,当前钠离子电池的性能仍面临诸多挑战,其中一个重要问题是阴极材料的结构稳定性。O3型钠过渡金属氧化物因其较高的可逆容量和能量密度,被认为是构建无钠阴极全电池的理想材料。然而,这类材料在循环过程中常常经历剧烈的相变,导致容量衰减和电压衰减,严重影响其实际应用价值。为了克服这一难题,研究人员提出了一种基于焓掺杂的策略,旨在通过精确调控局部配位有序结构,从而稳定O3型材料中的过渡金属(TM)六边形框架。该方法的核心在于利用掺杂元素的负混合
来源:Energy Storage Materials
时间:2025-10-02
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MXene/电解质界面上的氢键作用实现了稳定的铵离子能量存储
钠离子电池(SIBs)作为一种潜在的替代锂离子电池(LIBs)的储能技术,近年来受到了广泛的关注。其优势在于钠资源的丰富性、成本低廉以及环境友好性,这使其在大规模储能系统中具有重要的应用前景。然而,O3型钠离子电池正极材料在实际应用中面临严重的性能衰减问题,主要归因于过渡金属(TM)层的不稳定性以及循环过程中产生的各向异性晶格应变。这些应变不仅导致了TM层的滑移,还加速了化学键的断裂和内部应力的积累,从而引发有害的阳离子迁移和结构失效。此外,在深度脱钠状态下,氧网络的不匹配还会导致不可逆的晶格氧损失,进一步加剧电压衰减和容量下降。因此,为了提高O3型正极材料的耐久性,必须开发能够增强TM层结构
来源:Energy Storage Materials
时间:2025-10-02
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综述:隔膜对锂离子电池中离子传输的贡献
在当前全球能源需求日益增长的背景下,寻找高效、环保的储能材料成为科研领域的热点之一。由于传统储能技术在能量密度和环境友好性方面存在局限,科学家们不断探索新的储能方案,以满足现代社会对高能量密度和长循环寿命的需求。在这一过程中,基于水溶液的铵离子(NH₄⁺)混合超级电容器(AAHSCs)因其独特的性能优势而受到广泛关注。这类超级电容器不仅具备较高的功率密度,还能在较宽的电压窗口内稳定运行,同时避免了使用有机电解液所带来的安全风险和环境负担。然而,尽管AAHSCs展现出诸多优点,其内部的NH₄⁺储能机制仍未被完全揭示,这限制了其进一步优化和广泛应用。为了深入理解AAHSCs的工作原理,研究人员采用
来源:Energy Storage Materials
时间:2025-10-02
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综述:基于硫化物的全固态电池中的界面兼容性:电极-电解质界面面临的挑战与策略
O3型钠离子电池正极材料近年来引起了广泛的关注,因其在能量密度和可逆容量方面的潜力。这类材料通常具有较高的钠含量(NaₓTMO₂,0.8 < x ≤ 1.0),能够为全电池系统提供良好的性能。然而,O3型材料在循环过程中面临诸多挑战,如容量衰减和电压下降,主要归因于严重的相变、晶格氧损失以及微裂纹的形成。这些现象不仅影响了材料的结构稳定性,也限制了其在实际应用中的表现。为了克服这些问题,研究人员提出了一种新的策略,即通过引入具有负混合焓(ΔHmix)的掺杂元素,精确调控局部配位顺序结构,从而稳定过渡金属(TM)的六面体框架。这种方法的核心在于利用混合焓作为关键参数,实现材料内部的化学稳定性与结
来源:Energy Storage Materials
时间:2025-10-02